Nghiên cứu chu trình kết hợp tuabin hơi nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN HỮU NHẬT

NGHIÊN CỨU CHU TRÌNH KẾT HỢP TUABIN HƠI
NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHÀ MÁY ĐIỆN MHD

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202

S K C0 0 4 6 1 9

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10/2015


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRẦN HỮU NHẬT

NGHIÊN CỨU CHU TRÌNH KẾT HỢP TUABIN HƠI NÂNG
CAO HIỆU SUẤT NHÀ MÁY ĐIỆN MHD

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202
Hƣớng dẫn khoa học:
TS. LÊ CHÍ KIÊN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015


LÝ LỊCH KHOA HỌC
I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC:
Họ & tên: Trần Hữu Nhật
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 22/09/1988
Nơi sinh: TP. Hồ Chí Minh
Quê quán: TP. Hồ Chí Minh
Dân tộc: Kinh
Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 276C, Tỉnh lộ 15, Ấp Phú Lợi, Xã Phú Hòa Đông,
Huyện Củ Chi, TP. Hồ Chí Minh
Điện thoại: 0977080171
Email:
II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO:
1. Trung học chuyên nghiệp:
Hệ đào tạo:
Nơi học (trƣờng, thành phố):
Ngành học:

Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ ……

2. Đại học:
Hệ đào tạo: Đại học chính quy
Thời gian đào tạo từ: 09/2007 đến 4/2013
Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Tôn Đƣ́c Thắ ng TP. Hồ Chí Minh
Ngành học: Hê ̣ Thố ng Điê ̣n
Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp:
Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp:

Ngƣời hƣớng dẫn:

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 10 năm 2015

Trần Hữu Nhật

ii


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành với sự trân trọng và lòng biết ơn
sâu sắc đến các quý lãnh đạo nhà trường. Đặc biệt, em xin cám ơn Thầy TS. LÊ CHÍ
KIÊN, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp . HCM, đã tận tình hướng dẫn để em có
thể hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể quí Thầy Cô khoa Điện

–

Điê ̣n tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp . HCM đã tận tình , hết lòng giúp đỡ và tạo
mọi điều kiện cho em trong thời gian học tập và thực hiện luận văn .
Xin cảm ơn gia đình , bạn bè đã luôn động viên , ủng hộ và giúp đỡ trong suốt
thời gian học tập và hoàn thành luận văn này.
Một lần nữa, em xin kính chúc quý thầy cô, bạn bè và gia đình luôn hạnh phúc

và tràn đầy sức khỏe./.

Học viên thực hiện

Trần Hữu Nhật

iii


TÓM TẮT
Việt nam là một quốc gia đang phát triển về kinh tế nên nhu cầu năng lƣợng
cũng ngày càng phát triển theo trong đó phải kể đến năng lƣợng điện. Nguồn nhiên liệu
hóa thạch ngày càng cạn kiệt. Các nguồn năng lƣợng sạch nhƣ: năng lƣợng gió, năng
lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa nhiệt,… Các nguồn năng lƣợng này đang đƣợc nghiên
cứu và đầu tƣ ứng dụng trên nhiều nƣớc trên thế giới và ở nƣớc ta. Trong tƣơng lai nó
có thể thay thế hoàn toàn cho nguồn năng lƣợng hóa thạch. Để có thể đáp ứng đƣợc
nhu cầu điện năng, đồi hỏi ngƣời ta phải tìm cách nâng cao hiệu suất các nhà máy điện
và tận dụng các nguồn năng lƣợng mới. Một trong những phƣơng pháp nhằm nâng cao
hiệu suất nhà máy điện là dùng chu trình kết hợp thay thế cho chu trình đơn đã đƣợc
phân tích và báo cáo rất nhiều tại các hội thảo. Nhiệm vụ luận văn này là phân tích chu
trình kết hợp gồm máy phát điện từ thủy động lực (MHD) dạng đĩa và phát ra điện
năng W1, nguồn nhiệt năng còn lại sau ra khỏi máy phát MHD kết hợp với nguồn nhiệt
mặt trời đƣợc đƣa vào chu trình tuabin khí và phát ra điện năng W2, nguồn nhiệt sau
khi ra khỏi tuabin khí vẫn còn rất cao đƣợc đƣa vào chu trình tuabin hơi và phát ra điện
năng W3. Các kết quả tính toán mô phỏng trong luận văn này cho thấy rằng hiệu suất
chu trình kết hợp đƣợc nâng lên đáng kể so với chu trình kết hợp khác hoặc chu trình
đơn đã đƣợc nghiên cứu trƣớc đây.

iii

ABSTRACT
Vietnam is a developing country where it demands the growth of the economy
energy which includes electrical energy. Fossil fuels are running out. Clean energy
sources such as wind energy, solar energy, geothermal energy, etc. The source of this
energy is being invested in research and applications in many countries and in our
country. In the future, it can completely replace fossil energy sources. In order to meet
electricity demand, which requires people to find ways to improve the efficiency of
power plants and make use of new energy sources. One of the methods to improve
power plant efficiency is to use combined cycle alternative with single cycle. This
method was analyzed and reported a lot in the seminar. The task of this essay is to
analyze the combined cycle generator consists of magnetohydrodynamic (MHD) disc
and emits power W1, remaining heat source after MHD generator combined with solar
heat source is included in the gas turbine cycle and emits power W2, after the heat
source from the gas turbine is still highly used, it is put into the steam turbine cycle and
emits power W3. The results of the simulation calculations in this thesis shows that
combined cycle performance is improved substantially compared with other combined
cycle or single cycle has been studied previously.

v


MỤC LỤC
Trang
LÝ LỊCH KHOA HỌC ........................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................... ii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... iii
TÓM TẮT .......................................................................................................................... iv
ABSTRACT .........................................................................................................................v
MỤC LỤC .......................................................................................................................... vi

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHƢ̃ VIẾT TẮT ...................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................. viii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................................... ix

Chƣơng 1. TỒNGQUAN ...................................................................................................3
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................................3
1.2 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƢỢC NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI ...........................4
1.3 NHIÊM
̣ VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................5
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .............................................................................................6
1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U ..................................................................................6
1.6 CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH.............................................................................................6
1.7 ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI ..............................................................................................6
1.8 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................7
Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................................8
2.1 KHÁI NIỆM VỀ TỪ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC...........................................................8
2.2 MÁY PHÁT TƢ̀ THỦY ĐỘNG LƢ̣C HỌC .................................................................9
2.3 CÁC LOẠI MÁY PHÁT .............................................................................................10
2.3.1 Máy phát Faraday ..........................................................................................10
2.3.2 Máy phát Hall ..............................................................................................11
2.3.3 Máy phát dạng đĩa .......................................................................................12
2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT MHD ............................................12
2.5 HỆ THỐNG MHD DÙNG THAN .............................................................................14
vi


2.6 HIỆU SUẤT ĐIỆN ......................................................................................................15
2.7 HIỆU SUẤT CỦA MÁY PHÁT .................................................................................17
2.8 MÁY NÉN ...................................................................................................................17
2.9 CHU TRÌNH MHD ......................................................................................................18

2.10 HỆ THỐNG NHIỆT MẶT TRỜI ..............................................................................19
2.10.1 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng máng parabol ...............................19
2.10.2 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng tháp ..............................................23
2.10.3 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng đĩa ................................................27
2.10.4 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng ống khói.......................................28
Chƣơng 3. PHÂN TÍCH CHU TRÌNH ..........................................................................31
3.1 HỆ THỐNG MHD DỰA TRÊN CHU TRÌNH KẾT HỢP ........................................31
3.2 CHU TRÌNH RANKINE .............................................................................................33
3.3 XÂY DỰNG CHU TRÌNH MHD - TUABIN HƠI .....................................................34
3.4 PHÂN TÍCH CÁC KHỐI TRONG CHU TRÌNH .......................................................37
3.4.1 Phân tích máy phát điện MHD ....................................................................37
3.4.2 Phân tích bộ gia nhiệt từ mặt trời ................................................................39
3.4.3 Phân tích thiết bị làm lạnh ...........................................................................40
3.4.4 Phân tích máy nén .......................................................................................40
3.4.5 Phân tích tuabin khí .....................................................................................42
3.4.6 Phân tích chu trình hơi ................................................................................43
3.5 TÍNH ENTROPY .........................................................................................................45
Chƣơng 4. TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG CÁC THÔNG SỐ CHU TRÌNH ...........47
4.1 BÀI TOÁN 1 ................................................................................................................47
4.1.1 Dữ liệu ban đầu ...........................................................................................47
4.1.2 Kết quả tính toán .........................................................................................48
4.1.3 Hiệu suất chu trình ......................................................................................49
4.1.4 So sánh kết quả ............................................................................................50
4.1.5 Kết quả tính toán khi T3=2100°K................................................................50
4.1.6 Kết quả tính toán khi T3=2400°K................................................................52
4.1.7 So sánh kết quả ............................................................................................53
4.2 BÀI TOÁN 2 ................................................................................................................55
4.2.1 Dữ liệu ban đầu ...........................................................................................55
4.2.2 Kết quả tính toán T6=350°K .......................................................................56
4.2.3 Kết quả tính toán T6=400°K ........................................................................58

4.2.4 Nhận xét kết quả đạt đƣợc bài toán 2 ..........................................................59
4.3 NHẬN XÉT HAI BÀI TOÁN .....................................................................................61
vi


Chƣơng 5. KẾT LUẬN ....................................................................................................62
5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................................62
5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .......................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................64
PHỤ LỤC ..........................................................................................................................66

vi


DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
MHD: magnetohydrodynamic
u: thành phần vận tốc
E: điện trƣờng
B: từ trƣờng (T)
U: nội năng chất khí
J: mật độ dòng điện

 : điện dẫn suất
 :tổng điện trƣờng và suất điện động của từ trƣờng quay
w: tần số cyclotron
pe: áp suất electron
Te: nhiệt độ electron

 : khối lƣợng riêng
d: đạo hàm

R: hằng số chất khí (R=k/m)

 : độ nhớt
h: enthalpy
A: tiết diện
M: khối lƣợng lƣu chất
W: điện năng
K: hệ số tải(K=E/uB)

 e : hiệu suất điện
 g : hiệu suất máy phát

 p : hiệu suất polytropic

vii


v: vectơ vận tốc
Qi: nhiệt lƣợng tại nút thứ i (MW)
Ti: nhiệt độ tại nút thứ i (oK)
Pi : Áp suất tại nút thứ i (at).
Cp : Nhiệt dung riêng của chất khí (J/KgK).
 : Hệ số nhiệt của chất khí.

 : Hiệu suất.

Q : Tổn thất nhiệt lƣợng.
C :

Tỉ số nén của máy nén.

 S : Tỉ số nén của tầng nén.

N : Tầng số nén.
To: Tỉ số nhiệt độ ra- vào máy nén.
Ts: Tỉ số nhiệt độ ra- vào tầng nén.
Tt: Tỉ số nhiệt độ ra- vào tuabin.
Tts: Tỉ số nhiệt độ ra- vào tuabin hơi.
 t : Tỉ số áp suất ra- vào tuabin.
 tS :

Tỉ số áp suất ra- vào tuabin hơi.

G : Lƣu lƣợng của chất khí qua máy phát MHD.
T : Độ chênh lệch nhiệt độ.
PMHD : Điện năng ra khỏi máy phát MHD.
PC : Năng lƣợng máy nén cần.
Pion : Năng lƣợng cần thiết để ion hóa chất khí.
W1 : Điện năng lên lƣới sau chu trình MHD.
W2 : Điện năng lên lƣới sau chu trình Brayton (tuabin khí).
W3 : Điện năng lên lƣới sau chu trình Rankine (tuabin hơi).
Tref : Nhiệt độ lấy mẫu (°K).
Pref : Áp suất lấy mẫu (at).
Si : Entropy.

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phát điện MHD chu trình kín. .........................................4
Hình 1.2: Hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí. ..............................................5
Hình 2.1: Cấ u ta ̣o máy phát điê ̣n MHD .......................................................................8
Hình 2.2: Nguyên lý cơ bản của máy phát MHD...................................................10
Hình 2.3: Máy phát Faraday. ....................................................................................11
Hình 2.4: Máy phát Hall.........................................................................................11
Hình 2.5: Máy phát dạng đĩa ..................................................................................12
Hình 2.6: Sơ đồ mạch của nhà máy MHD. ............................................................15
Hình 2.7: Máy nén ly tâm.......................................................................................17
Hình 2.8: Máy nén dòng chảy dọc trục ..................................................................18
Hình 2.9: Cấu tạo nhà máy điện dạng hình máng parabol. ....................................19
Hình 2.10: Bộ thu ánh sáng năng lƣợng mặt trời. ......................................................20
Hình 2.11: Nguyên lý hoạt động ............................................................................21
Hình 2.12: Nhà máy điện đảm bảo cung cấp điện cả ngày với sự hỗ trợ của bồn
nhiệt ........................................................................................................................22
Hình 2.13: Loại bình chứa không áp suất. .............................................................24
Hình 2.14: Nhà máy điện với bình chứa áp suất. ...................................................25
Hình 2.15: Năng lƣợng mặt trời dạng tháp kết hợp chu trình Brayton-Rankine ...25
Hình 2.16: Nhà máy điện ở Almeria, Tây Ban Nha...............................................26
Hình 2.17: Nhà máy 10 kW ở Almeria Tây Ban Nha ............................................28
Hình 2.18: Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng ống khói ..................................30
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống MHD dựa trên chu trình kết hợp. .................................31
Hình 3.2: Chu trình rankine.. .................................................................................33

vii


Hình 3.3: Đồ trị T-S của chu trình Rankine. ..........................................................33
Hình 3.4: Hệ thống MHD kết hợp tuabin hơi.. ......................................................35
Hình 4.1: Đồ thị T-S với T3=1800°K .....................................................................49

Hình 4.2: Đồ thị T-S với T3=2100°K. ....................................................................51
Hình 4.3: Đồ thị T và S với T3=2400°K ................................................................53
Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa hiệu suất chu trình và nhiệt độ vào máy
phát MHD (T3) .......................................................................................................54
Hình 4.5: Đồ thị T-S với T6=350°K . .....................................................................57
Hình 4.6: Đồ thị T-S với T6=400°K. ......................................................................59
Hình 4.7: Đồ thị T-S của chu trình với T6=300°K(xanh dƣơng), 350°K
(xanh lục), 400°K(đỏ) .............................................................................................60
Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa hiệu suất chu trình và nhiệt độ vào máy
nén (T6)....................................................................................................................60

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 4.1: Dữ liệu ban đầu bài toán 1. ....................................................................47
Bảng 4.2: Kết quả tính toán với T3=1800°K. .........................................................48
Bảng 4.3: Kết quả tính toán với T3=2100°K. .......................................................50
Bảng 4.4: Kết quả tính toán với T3=2100°K. .........................................................52
Bảng 4.5: Dữ liệu ban đầu bài toán 2. ....................................................................55
Bảng 4.6: Kết quả tính toán với T6=350°K ............................................................56
Bảng 4.7: Kết quả tính toán với T6=400°K ............................................................58

ix


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS Lê Chí Kiên

Chƣơng 1

TỔNG QUAN
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việt nam là một quốc gia đang phát triển về kinh tế nên nhu cầu năng lƣợng cũng
ngày càng phát triển theo trong đó phải kể đến năng lƣợng điện. Để có thể đáp ứng đƣợc nhu
cầu điện năng, Chính phủ Việt Nam đã đề ra mục tiêu cụ thể về sản xuất và nhập khẩu cho
ngành điện. Trong giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030 các mục tiêu bao gồm: Sản xuất và
nhập khẩu tổng cộng 194-210 tỉ kWh đến năm 2015, 330-362 tỉ kWh năm 2020, và 695-834
tỉ kWh năm 2030. Đẩy nhanh chƣơng trình điện khí hoá nông thôn miền núi đảm bảo đến
năm 2020 hầu hết số hộ dân nông thôn có điện. Đa dạng hoá các nguồn sản xuất điện nội địa
bao gồm các nguồn điện truyền thống (nhƣ than và ga) và các nguồn điện mới (nhƣ Năng
lƣợng tái tạo và điện nguyên tử), phát triển cân đối công suất nguồn trên từng miền: Bắc
Trung và Nam, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện trên từng hệ thống điện miền nhằm giảm
tổn thất truyền tải, chia sẻ công suất nguồn dự trữ và khai thác hiệu quả các nhà máy thuỷ
điện trong các mùa, phát triển nguồn điện mới đi đôi với đổi mới công nghệ các nhà máy
đang vận hành, đa dạng hoá các hình thức đầu tƣ phát triển nguồn điện nhằm tăng cƣờng
cạnh tranh nâng cao hiệu quả kinh tế.
Các nguồn năng lƣợng sạch nhƣ: năng lƣợng gió, năng lƣợng mặt trời, năng lƣợng địa
nhiệt,… Các nguồn năng lƣợng này đang đƣợc nghiên cứu và đầu tƣ ứng dụng trên nhiều
nƣớc trên thế giới và ở nƣớc ta, và trong tƣơng lai nó có thể thay thế hoàn toàn cho nguồn
năng lƣợng hóa thạch nhƣng giá thành còn cao nên năng lƣợng hóa thạch vẫn là nguồn năng
lƣợng chiếm thế mạnh ở nƣớc ta.
Cơ cấu các nguồn điện cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030, Nguồn điện quan
trọng nhất vẫn là than và nhiệt điện. Nguồn năng lƣợng hóa thạch, món quà cực kỳ quý báu
của thiên nhiên ban tặng cho con ngƣời đang ngày một cạn kiệt. Do đó việc sử dụng tốt
nguồn nhiệt là vô cùng quan trọng để nâng cao hiệu suất nhà máy điện. Từ đó đề tài này sẽ

HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t

3


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS Lê Chí Kiên

nghiên cứu chu trình kết hợp tuabin hơi nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD
(Magnetohydrodynamics).
1.2 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƢỢC NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI
Trong các nghiên cứu về hệ thống phát điện MHD thì có rất nhiều nghiên cứu đã
đƣợc công bố, trong đó có nghiên cứu [1] của Lê Chí Kiên, Hishikawa, Nob Harada tại đại
học Nagaoka Niigata nhật bản về vấn đề hệ thống phát điện MHD chu trình kín đã đƣợc báo
cáo với hiệu suất dự kiến là 55,2%. Nghiên cứu này cho thấy hệ thống phát điện MHD chu
trình kín phù hợp với lò phản ứng hạt nhân với nhiệt độ cao và không gây ô nhiễm môi
trƣờng.

Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phát điện MHD chu trình kín.
Tất cả các hệ thống phát điện MHD có thể đƣợc nghiên cứu phát triển để đạt hiệu quả
cao hơn trong sản xuất điện năng với ƣu điểm hiệu suất đƣợc nâng cao lên, không ô nhiễm
môi trƣờng, công suất điện lên lƣới cao hơn. Điển hình là nghiên cứu [3] của Đỗ huỳnh

HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t

4


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS Lê Chí Kiên

thanh phong đã đƣợc báo cáo tại trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật ở thành phố Hồ Chí Minh
về vấn đề hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí. Nghiên cứu này dựa trên cơ sở nghiên
cứu về hệ thống phát điện MHD chu trình kín của Lê Chí Kiên, Hishikawa, Nob Harada tại
đại học Nagaoka Niigata nhật bản. Nghiên cứu này đã nâng cao hiệu suất hơn khi kết hợp
với tuabin khí.

Qin

Nguồn
nhiệt

ION

3

Điện lên
lưới

4

W1

MHD
Điều phối
2A

Trao
đổi

nhiệt

2

Điện lên
lưới
W2

5

1

Làm lạnh

Máy nén
Máy
phát

6
tuabin khí

Động
cơ

Hình 1.2: Hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí.

Lƣợng nhiệt sau khi qua tuabin khí vẫn còn rất cao nên đề xuất cần phải tận dụng tối
đa nguồn nhiệt để nâng cao sản xuất điện năng. Từ đó mà đề tài nghiên cứu về hệ thống phát
điện MHD kết hợp tuabin hơi đƣợc nghiên cứu để nâng cao sản xuất điện năng lên lƣới và
hiệu suất toàn nhà máy.

1.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
 Nghiên cƣ́u nguyên lý phát điện của từ thủy động lực học .
 Nghiên cƣ́u nhƣ̃ng thành phầ n trong chu trình phát điện MHD kết hợp tuabin

HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t

hơi.

5


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS Lê Chí Kiên

 Phân tích quá trình truyền nhiệt của chu trình, tính toán, mô phỏng từ đó tính hiệu
suất của nhà máy điện MHD-tuabin hơi.
 Đề tài chỉ phân tích, tính toán và mô phỏng trên mô hình số, không có đủ điều kiện
để thực nghiệm, chủ yếu là phân tích quá trình truyền nhiệt, không phân tích về cấu
tạo MHD.
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
 Nghiên cƣ́u nguyên lý phát điện của từ thủy động lực học , nhƣ̃ng thành phầ n trong
chu trình phát điện MHD kết hợp tuabin hơi, phân tích quá trình truyền nhiệt của
chu trình, tính toán, mô phỏng từ đó tính hiệu suất của nhà máy điện MHD.
1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U


Thu thâ ̣p, đo ̣c hiể u nhƣ̃ng tài liệu , nhƣ̃ng bài báo trong nƣớc và quố c tế , nhƣ̃ng
tài liệu từ internet liên quan.



Phân tích, tổ ng hơ ̣p.

1.6 CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH
 Thu thâ ̣p, chọn lọc, đo ̣c hiể u nhƣ̃ng tài liê ̣u liên quan.
 Nghiên cƣ́u, phân tích nhƣ̃ng da ̣ng chu trình, nhƣ̃ng thành phầ n chu trình.
 Xây dƣ̣ng chu trình, phân tích, tính toán và mô phỏng thông số chu trình.
1.7 ĐIỂM MỚI CỦ A ĐỀ TÀ I
 Phân tić h nhƣ̃ng thành phần ảnh hƣởng đế n chu trình làm việc.
 Tính toán hiệu suất chu trình tuabin hơi từ đó đề xuất giải pháp nâng cao hiệu
suất nhà máy.

HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS Lê Chí Kiên

1.8 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
 Kế t quả đề tài nghiên cƣ́u có thể áp du ̣ng cho công tác nghiên cƣ́u

nâng cao

hiệu suất nhà máy điện MHD - tuabin hơi.
 Tài liệu và kết quả nghiên cứu có thể đƣợc phục vụ nghiên cứu ở mức độ cao
hơn.

HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t

7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

GVHD: TS Lê Chí Kiên

Chƣơng 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 KHÁI NIỆM VỀ TỪ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC
Máy phát điện từ thủy động lực học (hay máy phát từ thủy động học) là hệ thống
chuyển nhiệt năng hay động năng trực tiếp thành điện năng, dựa trên các nguyên lý từ thủy
động học. Chúng thƣờng có khả năng làm việc ở nhiệt độ cao và không cần có các chi tiết
phải bôi trơn. Khí thải của các hệ thống nhƣ vậy thƣờng là các plasma nóng có thể tái sử
dụng để cung cấp nhiệt cho hệ thống nhiệt điện truyền thống (nhƣ máy phát điện hơi
nƣớc).
Trong các máy phát điện từ thủy động học, chuyển động của dòng chất dẫn điện
hoặc plasma đƣợc sử dụng để tạo ra dòng điện. Mặc dù đã đƣợc phát triển để sử dụng cho
các nguồn nhiên liệu hóa thạch thông dụng để cung cấp nhiệt năng cho hoạt động, những
phƣơng pháp phát điện truyền thống hiện vẫn chiếm ƣu thế do công nghệ rẻ hơn[13].
Về mă ̣t nhiê ̣t đô ̣ng lƣ̣c ho ̣c các máy phát điê ̣n tƣ̀ thủy đô ̣ng lƣ̣c thƣờng hoa ̣t đô ̣ng
theo chu kỳ Brayton và có hiê ̣u suấ t tƣơng đƣơng với chu trin
̀ h carnot trong điề u kiê ̣n lý
tƣởng. Hiê ̣u suấ t của MHD phu ̣ thuộc vào chênh lê ̣ch nhiê ̣t đô ̣ giƣ̃a nguồ n nóng và nguồ n
lạnh.

Hình 2.1: Cấu tạo máy phát điện MHD.

HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t

8